JP2015053961A5

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Publication number: JP2015053961A5
Application number: JP2013187153A
Authority: JP
Filing date: 2013-09-10
Publication date: 2016-10-20
Anticipated expiration: 2033-09-10

Description

前記エラー検出部は、前記受信されたチャンネル毎の受信信号のうち、前記超音波素子アレイを含む超音波プローブ内の特定の対象物からの反射信号の値に基づいて、反射信号の値が相対的に低いチャンネルをエラーチャンネルとして検出する、ことを特徴としていてもよい。これにより、外部環境等の影響を受けずに、精度よくエラーチャンネルを検出することができる。

図２（Ａ）は、基板（シリコン基板）６０に形成された超音波トランスデューサー素子１２の、素子形成面側の基板６０に垂直な方向から見た平面図である。図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＡ−Ａ’に沿った断面を示す断面図である。図２（Ｃ）は、図２（Ａ）のＢ−Ｂ’に沿った断面を示す断面図である。

図３に、超音波トランスデューサーデバイス（素子チップ）の構成の一例を示す。本構成例の超音波トランスデューサーデバイス１１は、複数の超音波トランスデューサー素子群ＵＧ１〜ＵＧ６４、駆動電極線ＤＬ１〜ＤＬ６４（広義には第１〜第ｍの駆動電極線。ｍは２以上の整数）、コモン電極線ＣＬ１〜ＣＬ８（広義には第１〜第ｎのコモン電極線。ｎは２以上の整数）を含む。なお、駆動電極線の本数（ｍ）やコモン電極線の本数（ｎ）は、図３に示す本数には限定されない。

そして図４（Ａ）の超音波トランスデューサー素子群ＵＧが、超音波トランスデューサーデバイスの１チャンネルを構成する。即ち、駆動電極線ＤＬが１チャンネルの駆動電極線に相当し、送信回路からの１チャンネルの送信信号は駆動電極線ＤＬに入力される。また超音波トランスデューサー素子群ＵＧの１チャンネルの受信信号は駆動電極線ＤＬから出力される。なお、１チャンネルを構成する素子列数は図４（Ａ）に示すような４列には限定されず、４列よりも少なくてもよいし、４列よりも多くてもよい。例えば図４（Ｂ）に示すように、素子列数は１列であってもよい。

なお、超音波トランスデューサー素子の配置は、図３に示すマトリックス配置に限定されず、隣接する２列の素子が互い違いにジグザグに配置されるいわゆる千烏配置等であってもよい。また図４（Ａ）、（Ｂ）では、１つの超音波トランスデューサー素子が送信素子及び受信素子の両方に兼用される場合について示したが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、送信素子用の超音波トランスデューサー素子、受信素子用の超音波トランスデューサー素子を別々に設けて、アレイ状に配置してもよい。

受信処理部１２０は、送信した超音波に対する超音波エコーの受信波（以下、受信波という）を受信する処理を行う。受信処理部１２０は、受信回路１２１と、フィルター回路１２３と、メモリー１２５とを有する。

このようにして、エラー検出部１３１は、各チャンネルにおける音響レンズからの反射波の信号によって定まる相対的な基準値に対して、音響レンズからの反射波の信号が大きい又は小さいチャンネルを、エラーと判断することができる。この方法では、主にチャンネルの故障などを検出することができる。なお、利用する超音波プローブ１０内部の部材は、音響レンズに限られない。また、超音波プローブ１０内部の部材に限らず超音波プローブ１０外部の対象物からの反射波に基づいて、エラーチャンネルを特定するようにしもよい。

もちろん、エラー検出の方法は上記の方法に限定されない。例えば、上記の方法では相対的な基準に基づいてエラーを判断するようにしているが、絶対的な基準に基づいてエラーを判断するようにしてもよい。具体的には、音響整合層と音響レンズの音響インピーダンスは既知であるため、音響レンズの超音波の反射強度（反射率）は予め求めることができる。エラー検出部１３１は、チャンネル毎に、音響レンズからの反射波に相当する期間のデータの合計値を求め、反射強度に基づいて定めた所定値（例えば、送信波の強度に反射率を掛け、さらに係数等により調整した値）よりも小さいか否かを判定する。音響レンズからの反射波の信号が、所定値よりも小さければ、エラーと判断することができる。この方法でも、主にチャンネル素子の故障などを検出することができる。なお、反射波の信号が第二の所定値よりも大きい場合に、エラーと判断するようにしてもよい。また、利用する超音波プローブ１０内部の部材は、音響レンズに限られない。また、超音波プローブ１０外部の対象物の反射強度に基づいて所定値を定め、当該対象物からの反射波に基づいて、エラーチャンネルを特定するようにしもよい。

受信フォーカス処理部１３２１は、各正常チャンネルで受信した信号の位相がそろうように、各正常チャンネルで受信した信号に、当該チャンネルに対応する予め定められたディレイ時間（遅延時間）Ｄ_ｍをかける。ある反射体からの反射波は球面状に広がるため、各振動子に到達する時間が同じになるように遅延時間を与え、遅延時間を考慮して反射波を加算する。

次に、検波処理部１３３は、ステップＳ１２１又はステップＳ１２２でＭＶＢ処理部１３２により出力された走査線番号ｌについての出力信号に対して、絶対値（整流）処理後に、低域通過フィルターをかけて、非変調信号を抽出する、すなわち包絡線検波を行う（ステップＳ１２３）。それから、対数変換処理部１３５は、対数変換処理を行う（ステップＳ１２４）。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されない。上記実施形態に多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者には明らかである。また、そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。また、本発明は、超音波画像装置に限らず、超音波画像装置の画像処理方法、超音波画像装置のプログラム、当該プログラムが格納された記憶媒体など、様々な態様で提供することができる。また、本発明は、超音波測定装置本体が表示部２１を有さず、生成した表示用画像データを外部の表示部へ出力する、超音波測定装置として提供することもできる。また、超音波測定装置の画像処理方法、超音波測定装置のプログラム、当該プログラムが格納された記憶媒体など、様々な態様で提供することができる。なお、本発明では、超音波プローブを含めずに、超音波画像装置本体を超音波画像装置と呼んでもよいし、超音波測定装置本体を超音波測定装置と呼んでもよい。

Claims

対象物に対して送信された超音波についての超音波エコーを、複数のチャンネルを有する超音波素子アレイを介して前記チャンネル毎の受信信号として受信する受信処理部と、
前記チャンネル毎にエラーを検出するエラー検出部と、
前記エラーが検出されたエラーチャンネル以外の正常チャンネル毎の受信信号を、前記正常チャンネル毎の受信信号に応じた重みで、重み付き加算する信号処理部と、
前記重み付き加算が行われた信号に基づいて画像を生成する画像生成部と、
を有することを特徴とする超音波測定装置。
請求項１に記載の超音波測定装置であって、
前記受信処理部は、１ラインの画像を生成するための超音波が送信される度に、当該送信された超音波についての超音波エコーを、前記チャンネル毎の受信信号として受信し、
前記エラー検出部は、前記チャンネル毎の受信信号が受信される度に、前記チャンネル毎のエラーを検出し、
前記信号処理部は、前記チャンネル毎の受信信号が受信される度に、前記重み付き加算を行い、
前記画像生成部は、前記チャンネル毎の受信信号が受信される度に、画像を生成する、ことを特徴とする超音波測定装置。
請求項１又は２に記載の超音波測定装置であって、
前記エラー検出部は、前記受信されたチャンネル毎の受信信号の値に基づいて、受信信号の値が相対的に低いチャンネルをエラーチャンネルとして検出する、
ことを特徴とする超音波測定装置。
請求項３に記載の超音波測定装置であって、
前記エラー検出部は、前記受信されたチャンネル毎の受信信号のうち、前記超音波素子アレイを含む超音波プローブ内の特定の対象物からの反射信号の値に基づいて、反射信号の値が相対的に低いチャンネルをエラーチャンネルとして検出する、
ことを特徴とする超音波測定装置。
請求項１又は２に記載の超音波測定装置であって、
前記エラー検出部は、前記受信されたチャンネル毎の受信信号の値に基づいて、受信信号の値が所定値よりも小さいチャンネルをエラーチャンネルとして検出する、
ことを特徴とする超音波測定装置。
請求項１から５のいずれか一項に記載の超音波測定装置であって、
前記信号処理部は、
前記検出されたエラーチャンネルの数が所定数以下であるか否かを判定し、
前記検出されたエラーチャンネルの数が前記所定数以下である場合には、前記正常チャンネル毎の受信信号を、前記正常チャンネル毎の受信信号に応じた重みで、重み付き加算し、
前記検出されたエラーチャンネルの数が前記所定数以下でない場合には、前記エラーチャンネルおよび前記正常チャンネルの全チャンネル毎の受信信号を、予め定められた固定の重みで、重み付き加算する、
ことを特徴とする超音波測定装置。
請求項１から６のいずれか一項に記載の超音波測定装置であって、
前記信号処理部は、前記各正常チャンネルの重みと、前記各正常チャンネルの受信信号と、を乗算した値の分散が最小となる前記各正常チャンネルの重みを、前記受信信号に応じた重みとして求める、
ことを特徴とする超音波測定装置。
対象物に対して送信された超音波についての超音波エコーを、複数のチャンネルを有する超音波素子アレイを介して前記チャンネル毎の受信信号として受信する受信処理部と、
前記チャンネル毎にエラーを検出するエラー検出部と、
前記エラーが検出されたエラーチャンネル以外の正常チャンネル毎の受信信号を、前記正常チャンネル毎の受信信号に応じた重みで、重み付き加算する信号処理部と、
前記重み付き加算が行われた信号に基づいて画像を生成する画像生成部と、
前記生成された画像を表示する表示部と、
を有することを特徴とする超音波画像装置。
対象物に対して送信された超音波についての超音波エコーを、複数のチャンネルを有する超音波素子アレイを介して前記チャンネル毎の受信信号として受信する受信処理ステップと、
前記チャンネル毎にエラーを検出するエラー検出ステップと、
前記エラーが検出されたエラーチャンネル以外の正常チャンネル毎の受信信号を、前記正常チャンネル毎の受信信号に応じた重みで、重み付き加算する信号処理ステップと、
前記重み付き加算が行われた信号に基づいて画像を生成する画像生成ステップと、を含むことを特徴とする超音波測定方法。